(57)【要約】【課題】パッケージ組立後においても、接続端子部品を着脱可能な電子部品を提供すること。【解決手段】本発明に係る電子部品１は、スルーホール２１を有する基体２０と、基体２０に固設され、基体２０と電気的に接続される接続端子部品１０とを備え、接続端子部品１０は、基体２０の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部１１と、ヘッド部１１から延在され、スルーホール２１に挿入されて、当該スルーホール２１と螺合するおねじが形成された固設部１２とを有する。【選択図】図２
2010050210.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スルーホールを有する基体と、
前記基体に固設され、前記基体と電気的に接続される接続端子部品とを備え、
前記接続端子部品は、前記基体の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部と、
前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを有する電子部品。
【請求項２】
前記スルーホールの内周面にメッキが施されていることを特徴とする請求項１に記載の電子部品。
【請求項３】
前記スルーホールの内周面に、前記固設部と螺合するめねじが形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子部品。
【請求項４】
前記接続端子部品は、前記基体の一主面上にアレイ状に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子部品。
【請求項５】
スルーホールを有する基体の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部と、
前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを備える接続端子部品。
【請求項６】
前記ヘッド部の形状が、概略球状であることを特徴とする請求項５に記載の接続端子部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、接続端子部品、及び前記接続端子部品が搭載された電子部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のはんだバンプが二次元的に配置された面を有する電子部品として、フリップチップにおいてバンプ接続されるＢＧＡ（Ball Grid Array）パッケージや、はんだバンプがＢＧＡパッケージよりもさらに狭ピッチで配置されたＣＳＰ （Chip Size Package）などが知られている。
【０００３】
複数のはんだバンプは、一般的に、リフローと呼ばれる工程を経て基板表面に接合される。リフローとは、電子部品のはんだバンプと基板表面に設けられたランド（通常、基板表面にクリームはんだにより印刷される）とを接触させ、基板を加熱し、これによりバンプ等を溶融させてはんだ付け（接合）する工程をいう。
【０００４】
図５に、一般的なＢＧＡパッケージの概略模式図を示す。ＢＧＡパッケージ１５０は、ボールバンプ１１１、電極パッド１１２、プリント配線板等の基体１２０、半導体チップ１３０、ボンディングワイヤ１３１、モールド樹脂１４０等を備えている。ボールバンプ１１１は、ボールマウンタ（不図示）等を用いて電極パッド１１２上に載置され、熱処理によりはんだボールを溶融せしめることにより形成される。熱処理温度は、はんだの溶融温度以上で行う。
【０００５】
特許文献１においては、ボールバンプに代わる接続端子部品として、コーン形状（錘体形状）のコーングリッドアレイ（ＣＧＡ）が提案されている。図６に、特許文献１に記載のコーン（接続端子部品）の模式図を示す。接続端子部品２１０は、同図に示すように、錐体状の頭部（ヘッド部）２１１と、固定部（固設部）２１２とから構成されている。固設部２１２は、略Ｏ状の開口部２１５が中央部に設けられ、付勢力が発生するように左右に膨らみ２１２ｂが設けられている。
【０００６】
図７（ａ）に、接続端子部品２１０の挿着過程の断面図を、図７（ｂ）に、接続端子部品２１０の離脱過程の断面図を示す。まず、絶縁基板２２０にスルーホール２２１を穿設し、その上面とば口２２２ａ、内周面２２２ｂ、及び下面とば口２２２ｃに銅メッキ２２３を施す。次いで、接続端子部品２１０のヘッド部２１１を吸着可能な保持部材２３０によって保持し、絶縁基板２２０のスルーホール２２１に先端２１４から挿入し、上面とば口２２２ａの銅メッキ２２３に、接続端子部品２１０のヘッド部２１１の下面２１３が当接するまで押し込む。
【０００７】
一方、接続端子部品２１０を離脱させる際には、図７（ｂ）に示すように、抜きピン工具２４０を絶縁基板２２０の挿着側とは反対側の主面から挿入し、接続端子部品２１０の先端２１４の先端面に当接して押し込むことにより抜き取る。
【特許文献１】特開２００４−３２７５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図５のような従来例に係るＢＧＡパッケージにおいては、ボールバンプ１１１を取り付け後にボールバンプ１１１の部分的な修正や交換を行うことは困難であった。これは、ボールバンプの着脱には、再度の加熱工程を必要とするためである。
【０００９】
上記特許文献１の方法によれば、図７に示すように、接続端子部品２１０は絶縁基板２２０に対して着脱自在である。従って、接続端子部品２１０の部分的な修正や交換を行うことが可能である。しかしながら、接続端子部品２１０を離脱させるためには接続端子部品２１０の挿入側とは反対側から抜きピン工具２４０を挿入する必要があるため、接続端子部品２１０の離脱は、抜きピン工具２４０が挿入できる段階であるパッケージ組立前に限られていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る電子部品は、スルーホールを有する基体と、前記基体に固設され、前記基体と電気的に接続される接続端子部品とを備え、前記接続端子部品は、前記基体の主面から突出し、接続端子として機能するヘッド部と、前記ヘッド部から延在され、前記スルーホールに挿入されて、当該スルーホールと螺合するおねじが形成された固設部とを有するものである。
【００１１】
本発明に係る電子部品によれば、接続端子部品と基体との固定を、接続端子部品に設けたおねじと基体のスルーホールとを螺合させることにより行っているので、一方向から接続端子部品の着脱を行うことができる。従って、パッケージ組立後においても、接続端子部品を離脱させることが可能である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パッケージ組立後においても、接続端子部品を着脱可能な電子部品を提供することができるという優れた効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。
【００１４】
［実施形態１］
本発明に係る接続端子部品は、ＢＧＡパッケージや、ＣＳＰなどに適用されるボールバンプに代わる接続端子として好適に適用することができるものである。無論、ＢＧＡパッケージやＣＳＰ以外の接続端子にも好適に適用することができる。本発明に係る電子部品は、前記接続端子部品が基体に固設された電子部品全般を云い、例えば、プリント配線基板に半導体チップが搭載されたＢＧＡパッケージ、ＣＳＰ等のＬＳＩパッケージである。
【００１５】
図１（ａ）に、本実施形態に係る接続端子部品の模式図を示す。図中の上側の図が上面図であり、下側の図が正面図である。接続端子部品１０は、ボールバンプと同様の役割を担うヘッド部１１、基板に対する固設部としての機能を担う固設部１２を備える。同図に示すように、ヘッド部１１は、略球状であり、固設部１２は、おねじ（ねじ溝、ねじ山）が形成されている。ヘッド部１１の上面側から見た円形状の直径ｄは、特に限定されるものではないが、ＢＧＡパッケージやＣＳＰに適用されるボールバンプの直径と同等の大きさとすることができる。
【００１６】
接続端子部品１０は、導電性を有し、接続端子部品としての十分な機械的強度を有するものであれば特に限定されない。例えば、はんだ、Ａｕ，Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、その他の金属、又は合金などを好適に適用することができる。ヘッド部１１と固設部１２は、同一材料により一体的に形成してもよいし、異なる材料のユニットを接合してもよい。固設部１２は、固設機能を発揮する観点から、機械的強度の高い材料であることが好ましい。接続端子部品１０の一部に非導通体があってもよい。
【００１７】
ヘッド部１１の上面側からみた形状は、円形状に限定されるものではなく、例えば、正方形状等の多角形状であってもよい。接続端子部品１０の挿抜工具（不図示）を係合させるための溝などの係合部をヘッド部１１のサイド部などに設けていてもよい。
【００１８】
図１（ｂ）〜（ｄ）に、接続端子部品の変形例を示す。図１（ｂ）に示すように、ヘッド部１１ａが楕円形状であってもよい。これにより、接続端子部品１０の厚み方向を小さくし、電子部品の小型化に寄与することができる。また、図１（ｃ）に示すように、ヘッド部１１ｂが円柱形状であってもよい。さらに、図１（ｄ）に示すように、ヘッド部１１ｄが図１（ｃ）の円柱形状の中央部に凸部を備える構造体であってもよい。その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、ヘッド部は、円錐形状、多角錐形状、ピン形状、Ｖ溝構造等の種々の形状とすることができる。
【００１９】
図２（ａ）に、接続端子部品１０のヘッド部１１側からみた電子部品１の部分拡大平面図を、図２（ｂ）に、図２（ａ）の切断部断面図を示す。但し、図２（ｂ）においては、ヘッド部１１が下側になるように図示している。また、図３に、接続端子部品１０の基体２０への挿抜方法を説明するための模式的断面図を示す。なお、図２（ｂ）及び図３の断面図において、説明の便宜上、接続端子部品１０は切断部断面図とせずに図示している。
【００２０】
電子部品１において、図２（ａ）に示すように、基体２０に複数の接続端子部品１０がアレイ状に固設されている。基体は、プリント配線板等の絶縁性の基板を好適に適用することができる。基体２０には、接続端子部品１０の固設部１２を挿入するための貫通孔であるスルーホール２１が形成されている（図３参照）。スルーホール２１の内周面、及び下面とば口２２には、メッキ２３が施されている。メッキ２３は、例えば、銅メッキとすることができる。そして、メッキ２３の表面にはめねじ（不図示）が形成されている。
【００２１】
接続端子部品１０の基体２０への取り付けは、まず、基体２０にスルーホール２１を穿設し、その内周面及び下面とば口２２にメッキを施す。メッキ材としては、導電特性を有し、その表面にめねじが形成できるものであれば特に限定されない。例えば、銅を用いることができる。次いで、メッキ２３表面に工具等を用いてめねじを形成する。めねじをスルーホール２１に直接形成し、その後にメッキ２３を施してもよい。
【００２２】
その後、接続端子部品１０を基体２０に取り付けるために、図３に示すように、スルーホール２１に接続端子部品１０の固設部１２を挿入し、メッキ２３の表面に設けられためねじ（不図示）に固設部１２のおねじを螺合させる。ヘッド部１１の底面１３が下面とば口２２に当接するまで、挿抜工具（不図示）を用いてスルーホール２１内に固設部１２を挿入する。挿抜工具としては、特に限定されないが、例えば、接続端子部品１０のヘッド部１１をゴム部材などにより挟持して圧着することにより保持し、回し込み可能な装置を適用することができる。
【００２３】
ヘッド部１１の底面１３、及び固設部１２の表面と、スルーホール２１の表面及び下面とば口２２に設けられたメッキ２３との当接により、接続端子部品１０と基体２０とが電気的に接続される。なお、接続端子部品１０と基体２０とが電気的に接続されていればよく、必ずしも上記領域すべてにおいて電気的に接続されていなくてもよい。例えば、下面とば口２２にメッキを施さずに、スルーホール内のみにメッキ２３を施し、接続端子部品１０の固設部１２によりメッキ２３との電気的接続を図ってもよい。
【００２４】
固設部１２の先端１４を、基体２０のスルーホールの孔径よりも小さくしているので、接続端子部品１０を基体２０に挿入する際のガイドとして機能し、接続端子部品１０のスルーホール２１への挿着を容易に行うことができる。なお、固設部１２の先端１４は、必ずしも円錐形状とする必要はなく、固設部１２の直径を同一とした円柱形状であってもよい。これにより、基体２０のスルーホール２１との接触面積を増やし、基体２０への接続端子部品１０の導電特性や固定強度をより効果的に高めることができる。
【００２５】
接続端子部品１０を基体２０に取り付け後、設計変更、若しくは接続不良等により、接続端子部品１０を基体２０から除去する場合には、挿抜工具により、ねじを緩めることにより機械的に取り外すことができる。熱処理を行わないので、隣接する接続端子部品への負荷を与えることなしに取り外すことができる。また、本実施形態の方法によれば、リフロー工程が不要のため、従来のボールバンプによるおいて生じていた圧着不良や溶着不良という問題もない。
【００２６】
図５の例のようなＢＧＡパッケージにおいては、実装基板にパッケージを実装する際、未使用のボールバンプはＶＤＤやＧＮＤとして利用していた。本実施形態によれば、パッケージ組立後において必要性がなければ接続端子部品１０を取り外すことができる。そして、接続端子部品１０を外したスペースにおいて、実装基板の配線性を向上させることが可能となる。また、従来のＢＧＡパッケージにおいては、パッケージ組立後に、パッケージ内のチップでＶＤＤとＧＮＤの接続ミス、設計ミスがあった場合にチップを修正するか実装基板の配線をカットすることにより対処していた。本実施形態によれば、接続端子部品１０を取り外すことにより対応可能であるため、実装基板を無駄にすることがない。
【００２７】
接続端子部品１０を取り外した基体２０には、図４に示すように、非導通体のキャップ３０を取り付けてもよい。キャップ３０は、図４に示すように、おねじが形成された固設部３２、フラット形状のヘッド部３１を備える。これにより、導電特性を有するスルーホール２１の露出をなくし、実装時等にスルーホール２１内に半田等が付着するのを防止することができる。
【００２８】
上記特許文献１においては、抜きピン工具２４０を、接続端子部品２１０の挿入側とは反対側の主面から差し込む必要があるため、パッケージ組立後においては、接続端子部品２１０の着脱を行うことができなかった。本実施形態によれば、接続端子部品１０の基体２０への固定をねじにより行い、接続端子部品１０の着脱を一方向から行う構成としたので、パッケージ組立後であっても接続端子部品１０の基体からの着脱を自在に行うことができる。従って、従来のボールバンプの接続工程順を変更し、パッケージ組立後に接続端子部品１０の実装を行うことも可能であり、プロセス自由度を高めることができる。また、パッケージ組立後に接続端子部品１０の設置の変更が可能であるため、少量多品種の製造にも適している。
【００２９】
また、本実施形態においては、従来のボールバンプのようにリフロー工程を含まないので、熱ストレス等の問題が生じない。なお、本発明においてリフロー工程を排除するものではなく、求められるニーズや用途に応じてリフロー工程を行ってもよい。この場合、接続端子部品１０の着脱が不要となった段階でリフロー工程を行うようにすれば、本発明の効果を得ることができる。リフロー工程を行うことにより、接続端子部品１０とメッキ２３との接続をより確実、かつ強固に行うことができるので、接続端子部品１０の固設部１２の長さを短く設定することも可能である。
【００３０】
上記図５に示すようなボールバンプを用いた接続端子部品においては、リフロー工程等においてボールバンプに位置ずれが発生するという問題があったが、本実施形態によれば、固設部１２とヘッド部１１が固定されているので、ヘッド部１１の位置ずれが生じることがない。従って、隣接する接続端子部品間でショート等が発生するのを防止することができる。また、パッドとボールバンプの機能を一体的な接続端子部品としているので、これらの接続不良が生じない。
【００３１】
また、本実施形態に係るヘッド部１１は、必ずしも球状とする必要はなく、前述したように、種々の形状とすることができる。そのため、ニーズに応じて種々の形状を適用することができる。また、上記特許文献１のように付勢力により固設する場合に比して、接続端子部品１０自体の機械的強度を高めることができる。
【００３２】
さらに、本発明に係る接続端子部品によれば、ワイヤ・ボンディング方式に比して、配線の長さが短いため電気特性に優れ、高速化や高密度化に対応できる。また、ＣＳＰに適用する場合、半導体チップの真下にもピンを二次元的に配置できるため数千ピンという多ピン化が容易である。
【００３３】
なお、基体２０に設けるスルーホール２１が貫通孔である例について説明したが、貫通していないものであってもよい。本実施形態によれば、接続端子部品１０の着脱を同部品の挿入側のみから行っているので、スルーホールを貫通構造としない態様においても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】（ａ）は、実施形態に係る接続端子部品の上面図と正面図、（ｂ）〜（ｄ）は、実施形態又は変形例に係る接続端子部品の上面図と正面図。
【図２】（ａ）は、実施形態に係る電子部品の模式的平面図、（ｂ）は図２（ａ）のＩＩｂ−ＩＩｂ切断部断面図。
【図３】実施形態に係る接続端子部品の挿抜方法を説明するための模式図。
【図４】実施形態に係る電子部品の模式的断面図。
【図５】従来例に係るＢＧＡパッケージの模式図。
【図６】特許文献１に記載の接続端子部品の模式図。
【図７】（ａ）は、特許文献１に記載の接続端子部品の挿着方法の説明図、（ｂ）は、同文献の接続端子部品の離脱方法の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１      電子部品
１０    接続端子部品
１１    ヘッド部
１２    固設部
２０    基体
２１    スルーホール
２２    下面とば口
２３    メッキ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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